第一章功能高分子材料绪论PPT课件
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高分子化学--绪论 ppt课件
国家级精品课程──高分子化学
第一章 绪论 Prolegomenon
ppt课件
11
高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
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22
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
ppt课件
11 13
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
ppt课件
10 12
4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
ppt课件
13 15
Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：
第一章 绪论 Prolegomenon
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高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
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22
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
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11 13
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
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4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
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Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：
功能高分子材料PPT教学课件
例4：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的 基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占 30%、60%、10% （1）那么A、a的基因频率是多少？ （也叫A配
子数，a配子数） （2）子代各种基因型频率是多少？ （3）子代各种基因频率是多少？ （1）A基因占60%，a基因占40%。
（2）子代基因型频率：AA占36%；Aa占48%； aa占16%。
AA、Aa、aa的个体分别占81%、18%、1%
自然选择导致适应
适应：生命的结构及功能、行为、生活方式使该生物适
合在一定环境条件下生存和延续，称为适应。
英19世纪曼彻斯特
英20世纪曼彻斯特
适应性进化——自然选择所造成的。
五、 异地的和同地的物种形成
物种形成的标志：生殖隔离
生殖隔离：不同物种之间的个体不能自 由交配或交配后不能产生可育的后代的 现象。
地理隔离属于异地还是同地物种形成？
物种的形成都需要地理隔离吗？ 三倍体无子西瓜培育过程
异地还是同地物种形成？
五、异地的和同地的物种形成
1、异地物种形成:地理隔离 2、同地物种形成:有性生殖
总结：
现代进化论 进化实质：基因频率的改变 原材料：突变与重组 决定方向：自然选择 变异是不定向的，选择是定向的
用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸收自重几百 倍的水，但仍保持干爽。
成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。
［启示］ 食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙漠化。
问题2：
科技的发展推动医疗手段有了很大的 提高，现代医学主要采取哪些措施治 疗人体的器官病变和坏死？
［提问］ 作人工器官要考虑哪些问题？
人造器官对材料的要求
练习（判断正误 ）：
1.两个种群间的生殖隔离一旦形成，这两个种群就
高分子物理第一章完整ppt课件
理研究组，开展了高分子溶液性质研究。
钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘
弹性和辐射化学的研究。
徐僖先生50年初成都工学院（四川大学）
开创了塑料工程专业。
王葆仁先生1952年上海有机所建立了集
PMMA、PA6研究完组整编。辑ppt
33
高分子工业：采取引进－消化－再引 进的道路。
高分子科学：则采取追踪、学习国外 的过程中不断发展。
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34
二、高分子结构的内容
构造
近程结构
链结构
构型
（一级结构）
高 分 子
远程结构 分子大小（分子量） 构象（柔顺性
（二级结构） ）
结
晶态结构
构
非晶态结构
（三级结构）
聚集态结构 取向态结构
液晶态结构
织态结构
（更高级结构）
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35
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36
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37
三、 高分子结构的特点
Flory
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13
高分子发展上的几个重要事件
3）Merrifield和功能高分子的发展
70年代，固相有机合成创立 1984年诺贝尔化学奖。
完整编M辑pept rrifield,生物化学家 14
高分子发展上的几个重要事件
4）液晶高分子
1991年诺贝尔 物理学奖
Pierre-Gilles de
30完整编辑ppt来自31（四）高分子科学发展新动向
1、向生命现象靠拢 2、功能化、精细化、复合化。
完整编辑ppt
32
我国：
长春应化所1950年开始合成橡胶工作（王
佛松，沈之荃）；
冯新德50年代在北大开设高分子化学专业。
功能高分子材料 课件
COOCH2CH2OH [ CH2—C ]n
CH3
(2) CH2=C—CH3COOH＋HOCH2CH2OH 浓H2SO4
CH2=C—COOCCHH32CH2OH＋H2O
△
CH3
(3)CH2=CH2＋Br2 → CH2—CH2， Br Br
CH2—CH2＋2NaOH
H2O
△
CH2—CH2＋2NaBr
Br Br
OH OH
名师点睛：有机合成可作顺推法，可用逆推法， 更多的是据题目信息综合考虑。
断键后两半键闭合可得如下的单体：
故本题答案为D。 答案：D
复合材料
碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料， 其强度比钢铁材料大，而密度比铝小。制取碳纤维材料的一种 方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体氛围中进行高温处理而获得， 这种碳纤维的结构可表示如下：
(1)构成这种碳纤维的元素是________，其原子个数比为 ________。
(2)这种碳纤维能否导电？请说明理由。
解析：
碳纤维
链节
组成 C12H4N4
最简化 N(C):N(H):N(N)＝3:1:1
N原子中还 有未成键电子
外加电压
可定向移动导电
答案：(1)C、H、N 3：1：1 (2)能导电，因为碳纤维 中的氮原子还有未成键的电子，在外加电压作用下，可定向移 动而导电。
名师点睛：该题的难点是分析碳纤维的结构与分子组成， 而导电性要取决于分子结构中是否含有自由移动的电子。
功能高分子材料
一、功能高分子材料 1．分类 (1)新型_骨__架__结__构_的高分子材料。 (2)特殊功能高分子材料，即在合成高分子的主链或支链上 引起某种功能原子团，使其显示出某些方面的特殊功能。 2．研制类型 (1)由带_功__能__基___的单体合成高分子。 (2)先合成_高__分__子__主__链___，再在主链上引入功能基。
CH3
(2) CH2=C—CH3COOH＋HOCH2CH2OH 浓H2SO4
CH2=C—COOCCHH32CH2OH＋H2O
△
CH3
(3)CH2=CH2＋Br2 → CH2—CH2， Br Br
CH2—CH2＋2NaOH
H2O
△
CH2—CH2＋2NaBr
Br Br
OH OH
名师点睛：有机合成可作顺推法，可用逆推法， 更多的是据题目信息综合考虑。
断键后两半键闭合可得如下的单体：
故本题答案为D。 答案：D
复合材料
碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料， 其强度比钢铁材料大，而密度比铝小。制取碳纤维材料的一种 方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体氛围中进行高温处理而获得， 这种碳纤维的结构可表示如下：
(1)构成这种碳纤维的元素是________，其原子个数比为 ________。
(2)这种碳纤维能否导电？请说明理由。
解析：
碳纤维
链节
组成 C12H4N4
最简化 N(C):N(H):N(N)＝3:1:1
N原子中还 有未成键电子
外加电压
可定向移动导电
答案：(1)C、H、N 3：1：1 (2)能导电，因为碳纤维 中的氮原子还有未成键的电子，在外加电压作用下，可定向移 动而导电。
名师点睛：该题的难点是分析碳纤维的结构与分子组成， 而导电性要取决于分子结构中是否含有自由移动的电子。
功能高分子材料
一、功能高分子材料 1．分类 (1)新型_骨__架__结__构_的高分子材料。 (2)特殊功能高分子材料，即在合成高分子的主链或支链上 引起某种功能原子团，使其显示出某些方面的特殊功能。 2．研制类型 (1)由带_功__能__基___的单体合成高分子。 (2)先合成_高__分__子__主__链___，再在主链上引入功能基。
《功能高分子材料》ppt1
——高吸水性树脂“尿不湿”P114
现象：
①盛棉花的烧杯中留有大量 的水，用手挤压，容易挤出 水。 ②盛“尿不湿”的烧杯中， 小颗粒呈凝胶状，倒置无水 流出。
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
“尿不湿”为什么尿而不湿？
“尿不湿”的填充物是由高聚物与纤维 浆状物混合制成，起作用的颗粒物质具有很 强的吸水能力，属于一种功能高分子材料， 常用网状结构的聚丙烯酸钠。尿液中的水分 子与亲水基团紧密结合，呈凝胶状并被包裹 在网状结构之中，所以既能吸水，又能保水。
隐形眼镜的分子结构
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
偶然的发现
第二次世界大战 中，飞机失事，座舱 盖炸碎，有机玻璃碎 片嵌入飞行员眼睛， 虽多年未取出，但并 未引起不良反应。这 说明了什么？对医学 材料有什么启示？
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
【思考】强吸水能力的功能高分子材料除了 用于“尿不湿”，还有哪些用途？
可制成”保水剂”用于无土栽培、改良土壤、 改造沙漠等。
保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材 料。无毒无害，反复吸水、释水──“微型水 库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释 放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农 业、林业、园艺、建筑等。
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
隐形眼镜也是一种吸水性高分子材料， 具有的特点：吸收相当于自重80%的水，才 变得柔软、透气、舒适、戴时长。 制备材料： CH2=CHCOOCH2CH2OH
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
现象：
①盛棉花的烧杯中留有大量 的水，用手挤压，容易挤出 水。 ②盛“尿不湿”的烧杯中， 小颗粒呈凝胶状，倒置无水 流出。
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
“尿不湿”为什么尿而不湿？
“尿不湿”的填充物是由高聚物与纤维 浆状物混合制成，起作用的颗粒物质具有很 强的吸水能力，属于一种功能高分子材料， 常用网状结构的聚丙烯酸钠。尿液中的水分 子与亲水基团紧密结合，呈凝胶状并被包裹 在网状结构之中，所以既能吸水，又能保水。
隐形眼镜的分子结构
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
偶然的发现
第二次世界大战 中，飞机失事，座舱 盖炸碎，有机玻璃碎 片嵌入飞行员眼睛， 虽多年未取出，但并 未引起不良反应。这 说明了什么？对医学 材料有什么启示？
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
【思考】强吸水能力的功能高分子材料除了 用于“尿不湿”，还有哪些用途？
可制成”保水剂”用于无土栽培、改良土壤、 改造沙漠等。
保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材 料。无毒无害，反复吸水、释水──“微型水 库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释 放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农 业、林业、园艺、建筑等。
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
隐形眼镜也是一种吸水性高分子材料， 具有的特点：吸收相当于自重80%的水，才 变得柔软、透气、舒适、戴时长。 制备材料： CH2=CHCOOCH2CH2OH
人教版高二化学选修5第5章第三节功 能高分 子材料
人教版选修五 5.3功能高分子材料 课件(共27张)
为什么“尿不湿” 能评为20世纪最伟大的100 项发明呢！最初是为谁专门设计的呢？
美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如何解决宇 航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫源成为“尿不湿” 的发明人，后来他被誉为美国“太空服之父”。
美国从1959起甄选的7位宇航员合影
“神舟5号”、 “神舟6号”上天的三位航天 员先后也都使用了“尿不湿”
加交联剂得网状结构
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/182021/9/18Saturday, September 18, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/182021/9/182021/9/189/18/2021 7:16:01 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/182021/9/182021/9/18Sep-2118-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/182021/9/182021/9/18Saturday, September 18, 2021
都要在反应中加入少量或含两个双 键的二烯化合物作为交联剂，让高 聚物分子链间发生交联，得到具有 网状结构的树脂。
上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜具有特点： 吸收相当于自重80%水，才变得柔软、透气、舒适、戴 时长
制备隐形眼镜所用的原料主要 是丙烯酸羟乙酯 （CH2=CHCOOCH2CH2OH）
（2）高分子分离膜
①高分子分离膜的组成： 是用具有特殊分离功能的高分子材料制成
②高分子分子膜的特点： 能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物
美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如何解决宇 航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫源成为“尿不湿” 的发明人，后来他被誉为美国“太空服之父”。
美国从1959起甄选的7位宇航员合影
“神舟5号”、 “神舟6号”上天的三位航天 员先后也都使用了“尿不湿”
加交联剂得网状结构
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/182021/9/18Saturday, September 18, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/182021/9/182021/9/189/18/2021 7:16:01 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/182021/9/182021/9/18Sep-2118-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/182021/9/182021/9/18Saturday, September 18, 2021
都要在反应中加入少量或含两个双 键的二烯化合物作为交联剂，让高 聚物分子链间发生交联，得到具有 网状结构的树脂。
上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜具有特点： 吸收相当于自重80%水，才变得柔软、透气、舒适、戴 时长
制备隐形眼镜所用的原料主要 是丙烯酸羟乙酯 （CH2=CHCOOCH2CH2OH）
（2）高分子分离膜
①高分子分离膜的组成： 是用具有特殊分离功能的高分子材料制成
②高分子分子膜的特点： 能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物
《高分子材料性能学》PPT课件
14
八、本课程的学习方法
预备知识：材料力学、高分子材料科学基础、 高分子物理
学习方法：性能的基本概念——物理本质—— 影响因素——性能指标的工程意义—— 指标的测试与评价
理论联系实际、重视实验
15
八、参考书目
1. 《材料性能学》王从曾主编，北京工业大学出版社，2001年 2. 《材料性能学》张帆等主编，上海交通大学出版社，2009年 3. 《高分子物理》何曼君等主编，复旦大学出版社，2001年 4. 《高分子物理》金日光等主编，化学工业出版社，2007年 5. 《高聚物的力学性能》何平笙编著，中国科学技术大学出版社，
外界作用下的综合反映 影响因素：内因（材料结构），外因（温度等） 性能测试：测试原理、设备、方法
12
六、高分子材料性能学的主要内容
• 高分子材料的常规力学性能 （6课时） • 高分子材料的高弹性与粘弹性 （5课时） • 高分子材料的断裂 （5课时） • 高分子材料的力学强度 （5课时） • 高分子材料的疲劳性能 （3课时） • 高分子材料的磨损性能 （3课时） • 高分子材料的热、电、磁、光学性能 （15课时） • 高分子材料的老化性能 （4课时）
3
2.橡胶：
天然橡胶
(聚异戊二烯)
合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈, 氯丁橡胶)
室温弹性高；形变大（可达1000%），外力去除后，能迅速恢复原状；弹性模量小， 约105~104Pa。
4
3.纤维
聚酯纤维(涤纶，如PET) 聚酰胺纤维（如尼龙，锦纶）
腈纶(PAN) 丙纶(PP) 维纶（PVA）
弹性模量较大，约109~1010Pa。 形变小，机械性能随温度变化不大
9
力学性能：材料在外加载荷作用下或载荷与环境联合作用下所表现的行为— 变形和断裂。即材料抵抗外载引起变形和断裂的能力。
八、本课程的学习方法
预备知识：材料力学、高分子材料科学基础、 高分子物理
学习方法：性能的基本概念——物理本质—— 影响因素——性能指标的工程意义—— 指标的测试与评价
理论联系实际、重视实验
15
八、参考书目
1. 《材料性能学》王从曾主编，北京工业大学出版社，2001年 2. 《材料性能学》张帆等主编，上海交通大学出版社，2009年 3. 《高分子物理》何曼君等主编，复旦大学出版社，2001年 4. 《高分子物理》金日光等主编，化学工业出版社，2007年 5. 《高聚物的力学性能》何平笙编著，中国科学技术大学出版社，
外界作用下的综合反映 影响因素：内因（材料结构），外因（温度等） 性能测试：测试原理、设备、方法
12
六、高分子材料性能学的主要内容
• 高分子材料的常规力学性能 （6课时） • 高分子材料的高弹性与粘弹性 （5课时） • 高分子材料的断裂 （5课时） • 高分子材料的力学强度 （5课时） • 高分子材料的疲劳性能 （3课时） • 高分子材料的磨损性能 （3课时） • 高分子材料的热、电、磁、光学性能 （15课时） • 高分子材料的老化性能 （4课时）
3
2.橡胶：
天然橡胶
(聚异戊二烯)
合成橡胶
( 顺丁,丁苯,丁腈, 氯丁橡胶)
室温弹性高；形变大（可达1000%），外力去除后，能迅速恢复原状；弹性模量小， 约105~104Pa。
4
3.纤维
聚酯纤维(涤纶，如PET) 聚酰胺纤维（如尼龙，锦纶）
腈纶(PAN) 丙纶(PP) 维纶（PVA）
弹性模量较大，约109~1010Pa。 形变小，机械性能随温度变化不大
9
力学性能：材料在外加载荷作用下或载荷与环境联合作用下所表现的行为— 变形和断裂。即材料抵抗外载引起变形和断裂的能力。
高性能高分子材料绪论幻灯片PPT
O
(C H 2 )2 C O C H 2 O
C HC O
N HC O
引发开环聚合
C H 3
接枝共聚物
(C H 2 C H )x(C H 2 C )1 -x
C O O C H 2 C H 2 O H O
(C H 2 )2 C O C H 2
C H 2 C H 2N C H 2 C H 2 N H (C C H N H )y H
模板聚合：能够在一定程度上控制单体的排列次序和相对分子质量， 但如生物合成的高分子单一，结构规整，尚差距很大
2、高分子催化剂仿
CH2 CH
生
CH3
C CH
CH3
CH CH2
HN
HH
HO
H
HO
OH
Fe3+
CH3
HO
OH
H
OH
HH
NN
Fe3+ NN
CH2 CH2 COOH
CH2
CH3
CH2
COOH
生物催化
O
O
O
O
O
15C5
对K+的平均吸附量 为0.2个/冠醚
O
O
O
O
O
P15C5
对K+的平均吸附量 为0.4个/冠醚
相邻冠醚协同络合碱金属离子
b 静电效 应
高分子上某一基团，依靠静电作用将反应物拉向 催化剂，使反应物局部浓度增大而加速催化反应
乙烯醇和乙烯磺 酸共聚物催化剂
>>
硫酸、对甲苯磺酸 或聚乙烯磺酸催化剂
贝壳里含有1%有机物
b、材料物性差异制复合材料
复合材料一般是两种或以上不同材料组成
第1章-绪论-药用高分子材料ppt课件
聚维酮(聚乙烯吡咯烷酮，PVP)
• 聚维酮是一种水溶性的合成聚合物，主要 成分为N-乙烯吡咯烷酮。是一种具有高效 粘合性的聚合物，主要作为固体制剂湿法 制粒的粘合剂。
聚维酮在医药上有广泛的应用，为
国际倡导的三大药用新辅料之一。可作为 粘合剂，助流剂，润滑剂，助溶剂，分散 剂，酶及热敏药物的稳定剂。聚维酮还可 与碘合成PVP-I消毒杀菌剂。PVP在医药上 还可用作低温保存剂。采用PVP产品作辅料 的药物已有上百种。
胶原蛋白的结构与特性
胶原蛋白是一种生物性高分子 材料、是胶原纤维经过部分降解后 得到的具有较好水溶性的蛋白质。 具有稳定的三股螺旋结构。
此外，淀粉、多糖、蛋白质、胶质和粘液汁等 天然的高分子材料在传统的药剂中是不可缺少的 粘合剂、赋形剂、乳化剂、助悬剂，在我国古代 的医药典籍中己屡见不鲜。
1920年德国人史道丁格(Standinger)发表了划
• 无毒：不引起炎症或溶血作用。 • 生物相容性：材料在生物体内不被感到是异物
的物质。
• 抗原：凡诱发免疫反应的物质都可以称为抗原， 主要指病原微生物及其代谢产物以及抗毒血清 和药物等。
• 抗原性：抗原与其所诱导产生的免疫效应物质 （抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特 性。
*长久以来，人们都把辅料看作是惰性物质，随着人们对药
粘合剂
• 古代：采用淀粉、树胶等天然高分子作为 粘结剂；
2.加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。
3.有助于从外观鉴别药物制剂。
4.增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。
高分子材料作为药物载体的要求
1．适宜的载药能力； 2．载药后有适宜的释药能力；
不溶性骨架 片释药过程
3．无毒，并具有良好的生物相容性。 4．无抗原性。 5.适宜的分子量和物理机械性能，以适应加工成型 要求
功能高分子材料ppt(实用资料)
功能高分子材料
迈克尔-杰克逊----世界 著名流行歌手
一、功能高分子材料
1．功能高分子材料：指既有传统高分子材料 的机械性能，以有某些特殊功能的高分子材 料。
2．几种功能高分子材料的种类
（1）高吸水性材料— 亲水性高聚物 （分子链带有许多亲水原子团）
（2）高分子分离膜： ①组成 具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜 ②特点 能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质
（3）医用高分子材料
①性能 优异的生物相容性、很高的机械性能
②应用 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、
心、肺、肝、肾等各种人工器官。 如：人工心脏、人工关节、人造鼻 等。
医用高分子 材料
人造血管的发现
2004年，美国生物医药专家从家猪体内提 取的细胞制成了一条完整的血管，之后 ， 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
低，故这类产品的水倍率不太高，一般在
将每条新制的血管放在称作生物反应器的培 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
研究人员将这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。 （请你想一想）角膜接触镜，俗称隐形眼镜。
养皿中，在反应器上安装一个微型泵并把它 迈克尔-杰克逊----世界著名流行歌手
人造心脏
人工肾脏
人工膝关节
人工心脏瓣膜
人造关节
[拓宽] 人体器官商店
十年后的某一天，一位老人被告之他的 心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治 医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家 组织实验室，即人造器官工厂。研究人员利 用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心 室。三个月后，代用左心室被冷冻、包装并 送往医院。医生将代用品换到老人的心脏内。 由于代用品相当于老人自己的器官，手术之 后自然不会发生任何排斥反应，老人的生命 因此而得到延续。
迈克尔-杰克逊----世界 著名流行歌手
一、功能高分子材料
1．功能高分子材料：指既有传统高分子材料 的机械性能，以有某些特殊功能的高分子材 料。
2．几种功能高分子材料的种类
（1）高吸水性材料— 亲水性高聚物 （分子链带有许多亲水原子团）
（2）高分子分离膜： ①组成 具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜 ②特点 能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质
（3）医用高分子材料
①性能 优异的生物相容性、很高的机械性能
②应用 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、
心、肺、肝、肾等各种人工器官。 如：人工心脏、人工关节、人造鼻 等。
医用高分子 材料
人造血管的发现
2004年，美国生物医药专家从家猪体内提 取的细胞制成了一条完整的血管，之后 ， 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
低，故这类产品的水倍率不太高，一般在
将每条新制的血管放在称作生物反应器的培 制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官。
研究人员将这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。 （请你想一想）角膜接触镜，俗称隐形眼镜。
养皿中，在反应器上安装一个微型泵并把它 迈克尔-杰克逊----世界著名流行歌手
人造心脏
人工肾脏
人工膝关节
人工心脏瓣膜
人造关节
[拓宽] 人体器官商店
十年后的某一天，一位老人被告之他的 心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治 医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家 组织实验室，即人造器官工厂。研究人员利 用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心 室。三个月后，代用左心室被冷冻、包装并 送往医院。医生将代用品换到老人的心脏内。 由于代用品相当于老人自己的器官，手术之 后自然不会发生任何排斥反应，老人的生命 因此而得到延续。
功能高分子材料-1功能高分子概述幻灯片PPT
国内一般采用按其性质法，具 体可划分为8种类型。 1. 反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催 化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和 固定化酶试剂等。 2. 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感 光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材 料等。
2021/5/23
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第一章 功能高分子概述
1973年和1978年两次世界性的石油大危机，使 原油价格猛涨。以石油为主要原料的高分子材料成 本呈直线上升，商品市场陷入极为困难的处境。在 这样的经济背景下，迫使人们试图用同样的原材 料，去制备价值更高的产品。功能高分子在这种外 部条件促使下迅速地发展了起来。
➢ 1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。 ➢ 30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业
化，PVC（1927～1937），PVAc（1936）， PMMA（1927～1931），PS（1934～1937）， LDPE（1939），自由基聚合得到了蓬勃发展。
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日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为， 功能高分子可从以下几个方面分类： 1. 力学功能材料 1) 强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 2) 弹性功能材料，如热塑性弹性体等。
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第一章 功能高分子概述
2. 化学功能材料 1) 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分 子络合物等； 2) 反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3) 生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
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第一章 功能高分子概述
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第一章 功能高分子概述
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第一章 功能高分子概述
1-功能高分子总论
science and technology a survey.pdf • 4）高分子骨架的稳定作用，引入高分子后使溶点和沸点升高，
挥发性降低，扩散速度下降，可以提高某些敏感小分子试剂的稳 定性。如某些易燃易爆的化学试剂，经高分子化后稳定性得到大 大增强，同时也有利于消除某些小分子的不良气味和毒性。 • 5）其它作用 • 如基于高分子在体内的不可吸收性，可以将有害的食品添加剂高 分子化，以消除对人体的损害；高分子液晶中聚合物链直接参与 液晶态的形成，对形成的液晶态有稳定和支撑作用；将有机染料 高分子化不仅可以利用其固定作用降低有害性，还能减少染料的
2021/1/19
• 德国的磁悬浮列车
2021/1/19
• 运行于上海的磁悬浮列车
2021/1/19
2021/1/19
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2021/1/19
• 碳纳米球
2021/1/19
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2021/1/19
• 由组织工程材料制造的人造鼻
2021/1/19
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迁移，提高色牢度。
• 3、聚合物的种类和形态的影响 • 常用的聚合物： • 以聚乙烯型、聚苯乙烯、聚醚等为代表的饱和碳链型聚合物，
通常采用加聚反应制备，链柔性好；
• 以聚酯、聚酰胺为代表的聚合物，通常采用缩聚反应制备， 强度较高；
• 以多糖和肽链为代表的大分子，多为天然高分子或经改造的 天然高分子，如改性纤维素和甲壳质衍生物，生物相容性好；
• 以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链，带有线性共轭结构的聚 合物，这类聚合物具有电子传导性，可以采用电化学或化学 聚合法制备；
• 以聚芳香内酰胺为主链的所谓梯形聚合物，一般具有超常的 机械性能，可以制备主链型高分子液晶。
挥发性降低，扩散速度下降，可以提高某些敏感小分子试剂的稳 定性。如某些易燃易爆的化学试剂，经高分子化后稳定性得到大 大增强，同时也有利于消除某些小分子的不良气味和毒性。 • 5）其它作用 • 如基于高分子在体内的不可吸收性，可以将有害的食品添加剂高 分子化，以消除对人体的损害；高分子液晶中聚合物链直接参与 液晶态的形成，对形成的液晶态有稳定和支撑作用；将有机染料 高分子化不仅可以利用其固定作用降低有害性，还能减少染料的
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• 德国的磁悬浮列车
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迁移，提高色牢度。
• 3、聚合物的种类和形态的影响 • 常用的聚合物： • 以聚乙烯型、聚苯乙烯、聚醚等为代表的饱和碳链型聚合物，
通常采用加聚反应制备，链柔性好；
• 以聚酯、聚酰胺为代表的聚合物，通常采用缩聚反应制备， 强度较高；
• 以多糖和肽链为代表的大分子，多为天然高分子或经改造的 天然高分子，如改性纤维素和甲壳质衍生物，生物相容性好；
• 以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链，带有线性共轭结构的聚 合物，这类聚合物具有电子传导性，可以采用电化学或化学 聚合法制备；
• 以聚芳香内酰胺为主链的所谓梯形聚合物，一般具有超常的 机械性能，可以制备主链型高分子液晶。
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材料可以输出电性能，称为材料的光电功能；材料在受到多
种介质作用时，能有选择地分离出其中某些介质，称为材料
的选择分离性。此外，如压电性、药物缓释放性等，都属于
功能的范畴。
性能：材料对外部作用的抵抗特性。例如，对外力的抵抗表现
为材料的强度、模量等；对热的抵抗表现为耐热性；对光、电、
化学药品的抵抗，则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性
《08.1功1.2能020高分子材料》罗祥林 化学工业出版社 北京 2010
2
课程内容：
第一章：绪论 第二章：吸附分离型高分子材料 第三章：高分子分离膜与膜分离技术 第四章：导电高分子材料 第五章：感光高分子材料 第六章：医用高分子材料 第七章：药用高分子材料 第八章：液晶高分子材料 第九章：智能高分子材料 第十章: 高分子试剂
Paul J. Fory由于在 高分子科学领域,尤 其在高分子物理性质 与结构的研究方面取 得巨大成就,1974年 获诺贝尔化学奖
Pierre-Gilles de Gennes成功地将 研究简单体系中 有序现象的方法 推广到高分子、 液晶等复杂体系。 1991年被授予诺 贝尔物理奖
08.11.2020
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➢ 1935年，Carothes发明尼龙66，1938年工业化。 ➢ 30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化，PVC （1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931）， PS（1934～1937），LDPE（1939）。自由基聚合发展。 ➢高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分 子量。 ➢40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要 的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937），丁腈橡胶 （1937），丁基橡胶（1940），有机氟材料（1943），丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯树脂ABS（1947），涤纶树脂（1940～ 1950）。 ➢50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂，制得高密度 PE和有规PP，低级烯烃得到利用。
特种高分子和功能高分子是目前高分子学科中发展最快、研
究最活跃的新领域。
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➢功能高分子材料的类型
日本中村茂夫：
功高分 子材料
力学功能材料 化学功能材料 物理化学功能材料 生物化学功能材料
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1. 力学功能材料
1) 强化功能材料。如超高强材料、高结晶材料等； 2) 弹性功能材料。如热塑性弹性体等。
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第一章 绪 论
1.1 高分子材料科学的历史回顾 1.2 基本概念 功能高分子与高性能高分子 功能高分子材料的类型 1.3 功能高分子结构和功能的关系 1.4 功能高分子的设计 1.5 功能高分子材料的发展与展望
1.1 高分子材料科学的历史回顾
➢1839年，美国人Goodyear发明硫化橡胶，1844年获 得专利，1858年得到应用。 ➢1855年，英国人Parks用硝化纤维素与樟脑（增塑剂） 混合制得赛璐珞，1872年开始生产。 ➢1889年，法国人De Chardonnet发明人造丝（Rayon, 粘胶纤维）1905年工业化。 ➢1907年，酚醛树脂（电木）诞生，1910年投入生产。 ➢ 1920年，德国人Staudinger发表了“论聚合”的论文， 提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯 酸甲酯等聚合物的结构。
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Staudinger因 发现高分子科学 研究领域获得 1953年诺贝尔 化学奖
Karl Ziegler；Giulio Natte 发明用三乙基铝和三氯化钛组 成的金属络合催化剂合成低压 聚乙烯与聚丙烯的方法。这种 催化剂被统称为“齐格勒—纳 塔型催化剂”。获得1963年 诺贝尔化学奖
等。
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➢ 功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方 法做出响应的高分子材料。 ➢ 高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材 料。 它们都属于特种高分子材料的范畴。
特种高分子是相对于通用高分子而言的。
➢通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。根据其性质 和用途可分为五个大类：化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、 粘合剂。 ➢特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化学性质和功能 的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子 材料的范畴，例如阻燃高分子、隔热高分子等。
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➢1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了高分 子结构设计的先河。 ➢50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛 （1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚 （1964），聚酰亚胺（1962）。 ➢60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。 特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。 ➢80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发 展。 新的聚合方法：阳离子活性聚合、原子转移自由基聚合、活性 自由基聚合、等离子聚合等等； 新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚 合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。 ➢现代，功能高分子材料蓬勃发展。 功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高 分子、感光高分子、高分子试剂、高吸水性树脂、医用高分子、 药用高分子、高分子液晶，智能高分子等。
功能高分子材料
Functional polymer materials
逸夫教学楼 109
34 学时，每周2学时 每周五 第5.6 节 考试课（100分制）
联系方式： e-mail: Tel: 85153811
教学参考书：
《功能高分子材料》马健标 化学工业出版社 北京 2000
《功能高分子材料概论》辛志荣 韩冬冰 中国石化出版社 北京 2009
Alan J. Heeger ，Alan G. MacDiarmid ， Hideki Shirakawa ，因发现和发展了导电高分 子获得2000年诺贝尔化学奖
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1.2 基本概念
➢ 功能高分子与高性能高分子
功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质和量的
变化而产生输出的特性。例如，材料在受到外部光的输入时，